一种隔水式单动双管取心钻具制造技术

一种隔水式单动双管取心钻具，包括外管总成和内管总成，所述的外管总成包括自下而上设置的隔水钻头、下扩孔器、外管、上扩孔器和分水接头，所述内管总成装配在外管总成内，内管总成设有芯轴、岩心管、上单动机构、下单动机构，岩心管下部连接岩心管单动短接，岩心管单动短接下部连接岩心提断器，所述上单动机构设置在芯轴外，下单动机构设置在岩心管单动短接外。本实用新型专利技术优化设计了钻井液通过钻头时的流动方向，隔水钻头与单动机构、隔水机构等配合，实现了钻头内腔的岩心与循环运动的钻井液完全隔离；设计了上、下两级单动机构可以最大程度降低了钻具回转对岩心的震动，保证了松散易冲蚀地层的岩心采取率和原位性。

A Water-proof Single-acting Double-tube Coring Drilling Tool

A water-proof single-acting dual-tube coring drilling tool includes an outer tube assembly and an inner tube assembly. The outer tube assembly includes a bottom-up water-proof drill bit, a lower reamer, an outer tube, an upper reamer and a water dividing joint. The inner tube assembly is assembled in the outer tube assembly. The inner tube assembly is provided with a core shaft, a core tube, an upper and a lower single mechanism, and the lower part of the core tube is connected with a single core tube. The upper single-acting mechanism is arranged outside the core shaft, and the lower single-acting mechanism is arranged outside the single-acting short-acting connection of the core pipe. The utility model optimizes the flow direction of drilling fluid when it passes through the bit, cooperates the water-proof bit with the single mechanism and the water-proof mechanism, realizes the complete isolation of the core in the bit cavity from the circulating drilling fluid, and designs the upper and lower two-stage single mechanism to minimize the vibration of the core caused by the rotary of the drilling tool, and ensures the core adoption rate and the original of the loose and easily eroded formation. Location.

【技术实现步骤摘要】
一种隔水式单动双管取心钻具
本技术涉及一种钻具，尤其是一种隔水式单动双管取心钻具。
技术介绍
采用常规单动双管取心钻具在松散地层取心钻进时，钻井液可通过卡簧座与钻头内肩间隙进入钻头内腔，直接接触到岩心，极易将钻取的岩心部分或全部冲刷、冲蚀掉，造成岩心采取率较低、地层信息缺失的问题。目前所见的隔水取心钻具，在隔水方面，采用卡簧座插入钻头内腔的方式实现钻井液与岩心的隔离，存在的问题是钻进时卡簧座与钻头同时回转，无法避免钻具回转对岩心的震动；此外，在单动方面，卡簧座与岩心管之间采用铜套滑动，配合过紧易出现单动失效，配合过松易出现密封失效，单动性能不稳定。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种具有高可靠单动性能、且能够实现钻井液与钻头内腔完全隔离的隔水式单动双管取心钻具。本技术所述问题是以下述技术方案解决的：一种隔水式单动双管取心钻具，包括外管总成和内管总成，所述的外管总成包括自下而上设置的隔水钻头、下扩孔器、外管、上扩孔器和分水接头，所述内管总成装配在外管总成内，内管总成设有芯轴、岩心管、上单动机构、下单动机构，岩心管下部连接岩心管单动短接，岩心管单动短接下部连接岩心提断器，所述上单动机构设置在芯轴外，下单动机构设置在岩心管单动短接外。上述隔水式单动双管取心钻具，还包括上隔水机构和下隔水机构，所述芯轴下端依次经溢流接头、调节接头连接岩心管，所述上隔水机构为设置在调节接头内的单向阀；所述下隔水机构包括导流环和隔水短接，隔水短接上部与下单动机构螺纹连接，隔水短接与导流环经销轴连接，隔水短接与导流环之间设有密封圈，导流环装配在隔水钻头的内孔中，导流环底部与隔水钻头焊合，导流环设有导水槽，导水槽连接隔水钻头的钻头水孔。上述隔水式单动双管取心钻具，所述隔水钻头内部为空心结构，外部为阶梯结构，隔水钻头设有三个台阶式硬质合金工作面，隔水钻头的外工作面设有钻头水口，隔水钻头的中工作面设有钻头水孔。上述隔水式单动双管取心钻具，所述芯轴下端经弹性销连接溢流接头，溢流接头与调节接头螺纹连接，溢流接头与调节接头的轴向相对位置由锁定螺母固定。上述隔水式单动双管取心钻具，所述芯轴由上单动机构设置的轴承支撑，芯轴与上单动机构间密封，芯轴上设有芯轴水孔，芯轴水孔位于上单动机构与溢流接头之间；所述岩心管单动短接由下单动机构设置的轴承支撑，岩心管单动短接与下单动机构间密封。上述隔水式单动双管取心钻具，所述溢流接头上设有溢流孔。本技术针对解决现有单动双管取心钻具隔水效果不佳及岩心管易受振动的问题进行了改进，优化设计了钻井液通过钻头时的流动方向，隔水钻头与单动机构、隔水机构等配合，实现了钻头内腔的岩心与循环运动的钻井液完全隔离；设计了上、下两级单动机构可以最大程度降低了钻具回转对岩心的震动，保证了松散易冲蚀地层的岩心采取率和原位性。本技术结构设计合理、各部件工作稳定可靠，适用于松散地层取心钻进时施工。附图说明下面结合附图对本技术作进一步说明。图1是本技术的结构示意图；图2图1中A处的局部放大视图；图3是隔水钻头的剖视图；图4是图3的仰视图。图中各标号为：1、分水接头，2、上扩孔器，3、上单动机构，4、芯轴，4-1、芯轴水孔，5、外管，6、弹性销，7、溢流接头，7-1、溢流孔，8、单向阀，9、调节接头，10、锁定螺母，11、岩心管，12、岩心管单动短接，13、下扩孔器，14、下单动机构，15、隔水短接，16、隔水钻头，16-1、钻头水口，16-1、钻头水孔，17、导流环，17-1、导水槽，18、岩心提断器，19、销轴，20、密封圈，21、密封件。具体实施方式参看图1、图2，本技术包括外管总成和内管总成，所述的外管总成包括自下而上设置的隔水钻头16、下扩孔器13、外管5、上扩孔器2和分水接头1。内管总成装配在外管总成的腔体内，内管总成设有不随钻转动的芯轴4和岩心管11。为保证单动效果，内管总成设置了两套单动机构，即：上单动机构3、下单动机构14。芯轴下端依次经溢流接头7、调节接头9连接岩心管，岩心管下部连接岩心管单动短接12，岩心管单动短接下部连接岩心提断器18，在岩心管与岩心管单动短接内设有衬管。上单动机构设置在芯轴外，上单动机构与分水接头悬挂连接，上单动机构内设有支撑芯轴的轴承，上单动机构设有密封件21，使钻井液不会进入单动结构内部，可保证单动精度与工作寿命。下单动机构设置在岩心管单动短接外，下单动机构经导流环17、隔水短接15定位与外总成连接。下单动机构内设有支撑岩心管单动短接的轴承。隔水短接与导流环之间设有密封圈20，使钻井液不会进入下单动结构内部。下单动机构可以对岩心管单动短接起到扶正作用。钻进中，上、下单动机构配合实现了芯轴及岩心管单动短接的单动性，保证岩心提断器和岩心无相对回转运动，降低了钻具转动、振动或晃动对岩心的破坏。参看图1-图4，本技术设有上隔水机构和下隔水机构。上隔水机构为设置在调节接头内的单向阀8。芯轴下端经弹性销6连接溢流接头，溢流接头与调节接头螺纹连接，溢流接头与调节接头的轴向相对位置由锁定螺母10固定，松开锁定螺母可以调整溢流接头与调节接头的相对位置。芯轴上设有芯轴水孔4-1，芯轴水孔位于上单动机构与溢流接头之间。所述下隔水机构包括导流环17和隔水短接15，隔水短接上部与下单动机构螺纹连接，隔水短接与导流环经销轴19连接，导流环装配在隔水钻头的内孔中，导流环底部与隔水钻头焊合，导流环设有导水槽17-1，导水槽连接隔水钻头的钻头水孔及钻头水口。隔水钻头16内部为空心结构，外部为阶梯结构，隔水钻头设有三个台阶式硬质合金工作面，隔水钻头的外工作面设有钻头水口16-1，隔水钻头的中工作面设有钻头水孔16-2。两组隔水机构的设计可以实现钻井液与钻头内腔的岩心完全隔离，保证岩心不会被冲散、冲蚀。参看图1，本技术取心钻进时，钻井液自地表沿钻杆输送至取心钻具上部的分水接头1，一部分钻井液沿芯轴4的中心通道下行，从芯轴4底部的芯轴水眼4-1流出；另一部分钻井液从分水接头1外侧环形分布的水眼流出，进入上单动机构与外管总成间的环状间隙。钻井液在溢流接头7上部汇合并继续下行，在两组隔水机构作用下，钻井液不会进入岩心管及岩心管单动短接内部，循环的钻井液只能通过导流环17外侧分布的导水槽17-1进入隔水钻头16与导流环形成的环形空腔内，然后从隔水钻头的钻头水口或钻头水眼流出，钻井液携带岩粉或岩屑沿钻具与孔壁间的环状间隙上行，直至地表，完成钻井液循环。在钻进过程中，岩心管单动短接12、岩心管11、芯轴4、调节接头9、溢流接头7及与钻取的岩心直接接触的岩心提断器18均不跟随钻杆回转。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隔水式单动双管取心钻具，包括外管总成和内管总成，其特征在于：所述的外管总成包括自下而上设置的隔水钻头(16)、下扩孔器(13)、外管(5)、上扩孔器(2)和分水接头(1)，所述内管总成装配在外管总成内，内管总成设有芯轴(4)、岩心管(11)、上单动机构(3)、下单动机构(14)，岩心管下部连接岩心管单动短接(12)，岩心管单动短接下部连接岩心提断器(18)，所述上单动机构设置在芯轴外，下单动机构设置在岩心管单动短接外。

【技术特征摘要】
1.一种隔水式单动双管取心钻具，包括外管总成和内管总成，其特征在于：所述的外管总成包括自下而上设置的隔水钻头(16)、下扩孔器(13)、外管(5)、上扩孔器(2)和分水接头(1)，所述内管总成装配在外管总成内，内管总成设有芯轴(4)、岩心管(11)、上单动机构(3)、下单动机构(14)，岩心管下部连接岩心管单动短接(12)，岩心管单动短接下部连接岩心提断器(18)，所述上单动机构设置在芯轴外，下单动机构设置在岩心管单动短接外。2.根据权利要求1所述的隔水式单动双管取心钻具，其特征在于：还包括上隔水机构和下隔水机构，所述芯轴下端依次经溢流接头(7)、调节接头(9)连接岩心管，所述上隔水机构为设置在调节接头内的单向阀(8)；所述下隔水机构包括导流环(17)和隔水短接(15)，隔水短接上部与下单动机构螺纹连接，隔水短接与导流环经销轴(19)连接，隔水短接与导流环之间设有密封圈(20)，导流环装配在隔水钻头的内孔中，导流环底部与隔水钻头焊...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宽，李鑫淼，尹浩，梁健，李小洋，孙建华，
申请(专利权)人：中国地质科学院勘探技术研究所，
类型：新型
国别省市：天津,12